Авиационная и ракетно-космическая техника
DOI: 10.34759/vst-2023-2-7-16
Авторы
*, **Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4
*e-mail: vaultcity13@gmail.com
**e-mail: k102@mai.ru; ignatkinym@mai.ru
Аннотация
Исследовано влияние различных вариантов геометрический компоновки несущего винта (НВ) на его аэродинамические характеристики на режимах вертикального снижения в области режимов «вихревого кольца». Рассмотрены 2-, 4- и 6-лопастные одиночные НВ, а также 6-лопастный (3 + 3) соосный НВ, имеющие одинаковое заполнение, диаметр винта, скорость вращения, крутку лопастей и набор аэродинамических профилей. Рассчитаны и проанализированы аэродинамические характеристики, формы вихревого следа и картины обтекания винта. Показано, что рассмотренные решения по оптимизации геометрической компоновки НВ, улучшающие аэродинамические характеристики на режиме висения, одновременно приводят к их ухудшению на режимах «вихревого кольца». Полученные результаты могут быть полезны при выборе параметров НВ вертолетов различных схем.
Ключевые слова:
несущий винт, количество лопастей, крутка лопастей, режимы «вихревого кольца», аэродинамические характеристикиБиблиографический список
- Игнаткин Ю.М., Макеев П.В., Шомов А.И. Расчетное исследование влияния геометрической компоновки несущих винтов на КПД на режиме висения на базе нелинейной лопастной вихревой модели // Научный вестник МГТУ ГА. 2018. Т. 21. № 6. С. 43–53. DOI: 10.26467/2079-0619-2018-21-6-43-53
- Акимов А.И. Аэродинамика и летные характеристики вертолетов. — М.: Машиностроение, 1988. — 140 с.
- Johnson W. Rotorcraft aeromechanics — Cambridge University Press, New York, 2013. — 944 p.
- Петросян Э. А. Аэродинамика соосного вертолета. — М.: Полигон-Пресс, 2004. — 820 с.
- Drees J.M., Hendal W.P. The Field of Flow through a Helicopter Rotor Obtained from Wind Tunnel Smoke Tests // Journal of Aircraft Engineering. 1951. No. 23, pp. 107-111.
- Castles W.Jr., Gray R.B. Empirical Relation between Induced Velocity, Trust, and Rate of Descent of a Helicopter Rotor as Determined by Wind-tunnel Tests on Four Model Rotors. — NASA TN-2474, 1951, 74 p. URL: 19930083181.pdf
- Washizu K., Azuma A, Koo J., Oka T. Experiments on a Model Helicopter Rotor Operating in the Vortex Ringstate // Journal of Aircraft. 1966. Vol. 33. No. 3, pp. 225-230. DOI: 10.2514/3.43729
- Empey R.W., Ormiston R.A. Tail-Rotor Thrust on a 5.5-Foot Helicopter Model in Ground Effect // 30th Annual National V/STOL Forum (1974; Washington, D.C.), 13 p.
- Xin H., Gao Z. A Prediction of the Helicopter Vortex-ring State Boundary // Journal of Experiments in Fluid Mechanics. 1996. No. 1, pp. 14-19.
- Betzina M.D. Tiltrotor Descent Aerodynamics: A Small-Scale Experimental Investigation of Vortex Ring State // 57th Annual Forum (09-11 May 2001; Washington, D.C.), 12 p.
- Stack J., Caradonna F.X., Savas Ö. Flow visualizations and extended thrust time histories of rotor vortex wakes in descent // Journal of the American Helicopter Society. 2005. Vol. 50. No. 3, pp. 279-288. DOI: 10.4050/1.3092864
- Johnson W. Model for Vortex Ring State Influence on Rotorcraft Flight Dynamics. — NASA/TP-2005-213477, 2005, 76 p.
- Белоцерковский С.М., Локтев Б.Е., Ништ М.И. Исследование на ЭВМ аэродинамических и аэроупругих характеристик винтов вертолета. — М.: Машиностроение, 1992. — 219 с.
- Leishman J.G., Bhagwat M.J., Ananthan S. Free-Vortex Wake Predictions of the Vortex Ring State for Single-Rotor and Multi-Rotor Configurations // 58th American Helicopter Society International Annual Forum (11–13 June 2002; Montreal, Quebec, Canada), pp. 956-986.
- Anikin V.A. Helicopter Main Rotor Aerodynamic Performance in Descent Conditions // 58th Annual Forum of the American Helicopter Society International (11-13 June 2002$ Montreal, Canada), 15 p.
- Bailly J.A Qualitative Analysis of Vortex Ring State Entry Using a Fully Time Marching Unsteady Wake Model // 36th European Rotorcraft Forum (7-9 September 2010; Paris, France), 18 p.
- Крымский В.С., Щеглова В.М. Исследование вихревой системы и индуктивных скоростей несущего винта на режимах висения и крутого планирования // Научный вестник МГТУ ГА. 2014. № 200. С. 86-90. URL: https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/15/16
- Косушкин К.Г., Крицкий Б.С., Миргазов Р.М. Расчетные исследования аэродинамических характеристик винтов мультикоптеров // Научный вестник МГТУ ГА. 2021. Т. 24. № 5. С. 60–75. DOI: 10.26467/2079-0619-2021-24-5
- Игнаткин Ю.М., Макеев П В., Гревцов Б.С., Шомов А.И. Нелинейная лопастная вихревая теория винта и ее приложения для расчета аэродинамических характеристик несущих и рулевых винтов вертолета // Вестник Московского авиационного института. 2009. Т. 16. № 5. С. 24–31.
- Игнаткин Ю.М., Макеев П.В., Шайдаков В.И., Шомов А.И. Расчетные исследования режимов висения и вертикального снижения несущего винта на базе нелинейной лопастной вихревой модели // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2018. № 3. С. 73–80.
- Makeev P.V., Ignatkin Yu.M., Shomov A.I. Numerical investigation of full scale coaxial main rotor aerodynamics in hover and vertical descent // Chinese Journal of Aeronautics. 2021. Vol. 34. No. 5, pp. 666-683. DOI: 10.1016/j.cja.2020.12.011
- Makeev P.V., Ignatkin Yu.M., Shomov A.I., Ivchin V.A. Comparative Study of 3-Bladed and Scissors Tail Rotors Aerodynamics in Axial Flow // International Review of Aerospace Engineering. 2022. Vol. 15. No. 2, pp. 181-191. DOI: 10.15866/irease.v15i2.21284
mai.ru — информационный портал Московского авиационного института © МАИ, 1994-2024 |